PT1741455E

PT1741455E - Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato e método para a sua preparação

Info

Publication number: PT1741455E
Application number: PT06010459T
Authority: PT
Inventors: Sebastian Vogt; Klaus-Dieter Kuehn
Original assignee: Heraeus Kulzer Gmbh
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-05-20
Publication date: 2012-02-01
Also published as: AU2006202371A1; BRPI0602636A; EP1741455A2; ZA200605568B; DE102005032110B3; CA2548206A1; JP2007014778A; JP4809144B2; US7569621B2; EP1741455B1; US20070031469A1; ES2375725T3; AU2006202371B2; PL1741455T3; CN1891306A; DK1741455T3; BRPI0602636A8; ATE531399T1; CA2548206C; BRPI0602636B1

Description

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DESCRIÇÃO

"CIMENTO ÓSSEO COLORIDO DE POLIMETILMETACRILATO E MÉTODO PARA A SUA PREPARAÇÃO" A invenção diz respeito a um cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato.

Os cimentos ósseos de polimetilmetacrilato (cimentos ósseos de PMMA) têm vindo a ser amplamente utilizados no campo da medicina ao longo de décadas para fixar endopróteses ao osso (Klaus-Dieter Kiihn: Knochenzemente fur die Endoprothetik: ein aktueller Vergleich der physikalischen und chemischen Eigenschaften handelsublicher PMMA-Zemente. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 2001) . De um modo geral, os cimentos ósseos de polimetilmetacrilato são constituídos por um componente monomérico líquido e um componente em pó. O componente monomérico liquido é constituído por metilmetacrilato e um activador. De preferência, utiliza-se N,N-dimetil-p-toluidina como activador. Como regra geral, o componente em pó é constituído por polimetilmetacrilato ou polimetilmetacrilato-co-metilacrilato, um agente de contraste de raio-X e um iniciador de radicais. Utiliza-se normalmente dióxido de zircónio e sulfato de bário como agentes de contraste de raio-X. De preferência, utiliza-se peróxido de dibenzoílo como iniciador de radicais. Após mistura do componente monomérico e do componente em pó, o cimento ósseo é endurecido por polimerização de radicais do monómero dentro de alguns minutos.

Após mistura, os cimentos ósseos de polimetilmetacrilato comuns são apresentados como uma massa 2 do tipo pasta com uma cor branca a ligeiramente amarelada. Assim sendo, uma diferença óptica entre o cimento ósseo e o tecido ósseo pode provocar problemas, quando o cimento ósseo misturado é aplicado no osso. É desejável que o cimento ósseo seja distinguível visualmente do tecido ósseo envolvente.

Por esta razão, os cimentos ósseos de polimetilmetacrilato produzidos pela empresa Heraeus Kulzer GmbH ao longo de aproximadamente 30 anos apresentam uma coloração verde. Esta coloração é obtida através de um componente monomérico verde e de um componente em pó verde. Ambos os componentes compreendem clorofilina como corante.

No caso dos cimentos ósseos de polimetilmetacrilato da empresa Heraeus Kulzer GmbH, a clorofilina é dissolvida no componente monomérico líquido por meio de óleo de amendoim refinado (Biskin®), como solubilizador. Para além dos componentes monoméricos coloridos, os cimentos ósseos de polimetilmetacrilato também podem conter um componente em pó colorido. Um método conhecido para colorir o componente em pó dos cimentos ósseos de polimetilmetacrilato consiste em utilizar partículas de polimetilmetacrilato ou partículas de polimetilmetacrilato-co-metilacrilato. Estas podem ser combinadas com um segundo polímero não colorido para influenciar as características dos cimentos ósseos de polimetilmetacrilato. Um dos problemas que pode ocorrer neste caso diz respeito à reprodução exacta da cor, à impressão da cor no componente em pó mesmo para diferentes proporções de mistura entre o polímero colorido e o polímero não colorido.

No artigo de C. Lee et al., Lasers in Surgery and Medicine, 20, 280-289 (1997), encontra-se descrito um 3 cimento ósseo de polimetilmetacrilato com um material de coloração azul ou vermelho no componente em pó. A sintese de partículas de polimetilmetacrilato coloridas ou de partículas de polimetilmetacrilato-co-metilacrilato coloridas, em que o material de coloração é incluído nas pérolas de polímero em desenvolvimento, durante a polimerização de pérolas, é bastante complexa e bastante dispendiosa em termos de tempo em aplicações industriais. Uma razão principal para tal facto deve-se à estabilidade reduzida ocasional dos corantes face aos iniciadores de radicais utilizados na polimerização das pérolas e em relação aos radicais que ocorrem durante a polimerização. Em particular os iniciadores podem desencadear processos de oxidação e, consequentemente descolorar o corante. A consistência da cor dos cimentos ósseos de polimetilmetacrilato constitui um factor essencial para a aceitação dos cimentos ósseos por parte do cliente, sendo por tal motivo bastante importante em termos económicos.

Assim sendo a invenção tem por base o objectivo de desenvolver um cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato que supere os problemas conhecidos dos cimentos ósseos de polimetilmetacrilato habitualmente utilizados até à data. 0 componente em pó do cimento ósseo de polimetilmetacrilato deverá ser tal que a sua cor possa ser reprodutível com exactidão. Deverá ser possível utilizar polímeros não coloridos baratos, tais como polimetilmetacrilato ou polimetilmetacrilato-co-metilacrilato ou polimetilmetacrilato-co-estireno e copolímeros ou terpolímeros de composição semelhante para a produção de cimentos ósseos coloridos de 4 polimetilmetacrilato. Neste sentido é importante que a impressão da cor do cimento ósseo no componente em pó seja uniforme. Tal significa que a cor do componente em pó deverá ser visualmente reconhecível como sendo homogénea. Além disso, é importante que o componente em pó de cimento ósseo de polimetilmetacrilato, em termos da sua fluidez, não seja diferente do comportamento de fluidez e de aumento de volume dos cimentos ósseos não coloridos de polimetilmetacrilato.

Este objectivo foi alcançado, de acordo com a invenção através de um cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato no qual pelo menos a superfície das partículas poliméricas do componente em pó foram revestidas parcial ou totalmente com uma mistura de um ou diversos corantes e um agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico, em que a quantidade de agente promotor de adesão presente é tal que as partículas de polímero não aumentam de volume até um grau de visibilidade detectável. Por meio da utilização de um agente promotor de adesão hidrofóbico, é possível aplicar uniformemente pequenas quantidades de corante às partículas poliméricas de um modo tal que o corante adira firmemente às partículas poliméricas. Deste modo, o corante ou os corantes ficam fixos sobre a superfície das partículas. Neste contexto, é importante que apenas estejam presentes pequenas quantidades de agente promotor de adesão. A utilização de quantidades superiores de agente promotor de adesão pode fazer com que as partículas poliméricas aumentem parcialmente de volume ou se dissolvam parcialmente, fazendo com que estas se colem entre si. A fluidez e, consequentemente também o aumento de volume do 5 componente em pó iriam assim ser alterados consideravelmente, em comparação com um cimento ósseo não colorido de polimetilmetacrilato.

Se necessário, a superfície do agente de contraste de raio-X, sulfato de bário e/ou óxido de zircónio, ou a superfície de todos os constituintes do componente em pó podem ser revestidas parcial ou totalmente com uma mistura de um ou vários corantes e um agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico. De preferência o corante ou corantes são solúveis ou ficam em suspensão no agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico. Assim, a clorofilina (E141), por exemplo, é dissolvida em Biskin ou em éster etílico do ácido oleico. A expressão "ficar em suspensão" pretende designar que as partículas coloridas possuem um tamanho de partícula inferior ou igual a 1 pm e encontram-se homogeneamente distribuídas no agente promotor de adesão.

Além do mais, como agentes promotores de adesão preferidos refere-se ésteres de ácido oleico e/ou ésteres de ácido elaídico e/ou ésteres de ácido linoleico e/ou ésteres de ácido linolénico de álcoois alifáticos que possuem entre 1 e 22 átomos de carbono ou oligómeros desses ésteres.

Além disso, como agentes promotores de adesão preferidos refere-se os ésteres de ácido metacrílico ou ésteres de ácido acrílico de álcoois alifáticos que possuem entre 4 e 16 átomos de carbono ou oligómeros destes ésteres de ácido metacrílico ou ésteres de ácido acrílico que possuem um peso molecular inferior a 3000 g/mol. Também é possível utilizar oligómeros desta estrutura com pesos 6 moleculares superiores a 3000 g/mol como agentes promotores de adesão desde que estes sejam do tipo pasta ou viscosos à temperatura ambiente.

Como agentes promotores de adesão particularmente preferidos refere-se ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, trioleato de glicerol, elaidinato de glicerol, trilinolenato de glicerol, dioleinato de etileno-glicol, dielaidinato de etileno-glicol, trilinolenato de etileno-glicol e seus oligómeros. Estes oligómeros podem ser produzidos por meio da acção de ar a temperaturas elevadas como, designados por óleos soprados, ou por meio de aquecimento na ausência de oxigénio atmosférico, designados por óleos em repouso. Também é possivel utilizar como agentes promotores de adesão ésteres mistos de glicerol, de etileno-glicol, de sorbitol, de manitol, de xilitol, de eritróis, de 1,1,1-trimetilol-propano com os ácidos gordos insaturados, tais como ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico e ácido araquidónico, e oligómeros obtidos a partir destes.

De preferência, de acordo com uma variante, os agentes promotores de adesão são produzidos de um modo sintético ou parcialmente sintético e não contêm proteínas ou produtos da decomposição de proteínas. Esta característica é particularmente importante uma vez que o risco de ocorrência de alergias é minimizado quando se utilizam agentes promotores de adesão isentos de proteínas.

No entanto também é possível utilizar como agentes promotores de adesão óleo de amendoim refinado, óleo de linhaça endurecido, óleo de colza endurecido e óleo de girassol. Também é possível utilizar outras gorduras e 7 óleos vegetais normalmente utilizados em dietas para humanos.

Assim, o agente promotor de adesão deverá conter ligações duplas polimerizáveis de radicais livres. Deste modo, o agente promotor de adesão pode intervir na polimerização durante o endurecimento do cimento ósseo e está firmemente integrado no cimento ósseo.

Além do mais, é adequado que as misturas do agente promotor de adesão e do corante ou corantes em metilmetacrilato ou em misturas de metilmetacrilato sejam solúveis com outros ésteres do ácido metacrilico, tais como éster etílico do ácido metacrilico, éster isobornílico do ácido metacrilico e éster 2-etil-hexílico do ácido metacrilico, e ésteres do ácido acrílico, tais como éster metílico do ácido acrílico. Durante a mistura dos componentes em pó com o componente monomérico líquido, a mistura de corante ou corantes e do agente promotor de adesão pode estar dissolvida no componente monomérico líquido, conferindo cor a este componente. Tal significa que o revestimento é removido pelo menos parcialmente pela acção do monómero e forma uma solução com o monómero. Deste modo é possível obter uma impressão uniforme de cor do cimento ósseo de polimetilmetacrilato durante o endurecimento, uma vez que o monómero de polimerização de radicais livres contém o corante no estado dissolvido e, consequentemente, polimeriza durante o endurecimento para formar um polímero aparentemente colorido.

Como corantes particularmente preferidos refere-se clorofila, clorofilina, índigo, verde de malaquita, violeta cristal, azul brilhante, verde brilhante, ftalocianina de 8 cobre, ftalocianina de cobalto, caroteno, vitamina B12 e derivados obtidos a partir destes.

Um processo de acordo com a invenção para colorir o componente em pó descrito antes consiste essencialmente em revestir partículas poliméricas ou misturas de partículas poliméricas e agente de contraste de raio-X ou misturas de partículas poliméricas, de agente de contraste de raio-X e iniciador, com um líquido ou uma mistura de tipo pasta do corante ou corantes e do agente promotor de adesão por meio da sua mistura a uma temperatura compreendida entre 0°C e 50°C, na presença de ar ou de um gás inerte, de um modo tal que a espessura da camada de mistura nas partículas revestidas seja inferior a 2 μπι e que as partículas revestidas não estejam coladas entre si. Deste modo é particularmente vantajoso se o processo de mistura for efectuado de um modo tal que a temperatura de transição vítrea das partículas poliméricas não seja excedida. No caso de se exceder a temperatura de transição vítrea, tal faz com que as partículas poliméricas se colem e se dê, consequentemente, a formação de aglomerados. 0 processo de mistura pode ser vantajosamente efectuado em misturadoras normalmente utilizadas na indústria, tais como misturadoras agitadas mecanicamente ou misturadoras de parafuso. De um modo vantajoso, o processo de revestimento pode ser efectuado a uma temperatura de cerca de 40°C, uma vez que a viscosidade do agente promotor de adesão aquecido é inferior à viscosidade do agente promotor de adesão à temperatura ambiente. Assim sendo torna-se mais fácil alcançar uma distribuição uniforme do agente promotor de adesão. 9 A invenção será agora explicada por meio dos exemplos seguintes sem no entanto a limitar.

Exemplo 1

Numa garrafa de plástico com uma rolha de tipo rosca, mistura-se 33,2 g de um polimetilmetacrilato-co- metilacrilato (peso molecular ~ 600,000 g/mol, tamanho de partícula 4-50 pm) com 4,0 mg de uma mistura, na qual 1,0 mg de clorofila é dissolvida em 3,0 mg de éster etílico do ácido oleico, numa misturadora de tambor Turbula durante 24 horas à temperatura ambiente. Decorridas 24 horas, o polímero anteriormente incolor adquiriu uma coloração esverdeada. As partículas de polímero não aumentaram de volume e não estão coladas entre si. Subsequentemente, adiciona-se 6,3 g de dióxido de zircónio e 0,84 g de peróxido de dibenzoílo (dessensibilizado com 25% de água) ao polímero colorido e mantém-se sob mistura durante 10 minutos à temperatura ambiente numa misturadora de tambor Turbula. A mistura fluida formada, a qual parece ser visualmente homogénea, é utilizada como componente em pó de um cimento ósseo polimetilmetacrilato.

Exemplo 2

Numa garrafa de plástico com uma rolha de tipo rosca, mistura-se 33,2 g de um polimetilmetacrilato-co- metilacrilato (peso molecular ~ 600,000 g/mol, tamanho de partícula 5-40 pm) e 6,3 g de dióxido de zircónio com 3,0 mg de uma mistura, na qual 1,0 mg de clorofila é dissolvida em 2,0 mg de éster etílico do ácido oleico, numa misturadora de tambor Turbula durante 24 horas à temperatura ambiente. Decorridas 24 horas, o polímero 10 anteriormente incolor adquiriu uma coloração esverdeada. Subsequentemente, adiciona-se 0,84 g de peróxido de dibenzoilo (dessensibilizado com 25% de água) à mistura colorida e mistura-se durante 10 minutos à temperatura ambiente numa misturadora de tambor Turbula. A mistura fluida formada, a qual parece ser visualmente homogénea, é utilizada como componente em pó de um cimento ósseo polimetilmetacrilato.

Exemplo 3 0 componente em pó de um cimento ósseo polimetilmetacrilato é produzido de um modo análogo ao descrito no exemplo 1, embora sejam utilizadas 4,0 mg de uma mistura constituída por 1,0 mg de clorofila e 3,0 mg de trioleinato de glicerol.

Exemplo 4 O componente em pó de um cimento ósseo polimetilmetacrilato é produzido de um modo análogo ao descrito no exemplo 1, embora sejam utilizadas 4,0 mg de uma mistura constituída por 1,0 mg de azul brilhante e 3,0 mg de ácido oleico.

Exemplo 5

Um componente monomérico líquido é produzido por mistura a partir de 18,40 g de metilmetacrilato e 0,38 g de N,N-dimetil-p—toluidina. Esta mistura representa o componente monomérico dos cimentos seguintes.

Combina-se 39,00 g do componente em pó dos exemplos 1 a 4 com 18,00 g do componente monomérico, respectivamente. Após a mistura do componente em pó com o componente 11 monomérico líquido, forma-se uma pasta verde, capaz de deformação plástica, à temperatura ambiente decorrido 1 minuto. Tal permanece passível de processamento durante 3 minutos e depois endurece para se formar um sólido verde.

Exemplo 6

Um componente monomérico líquido é produzido por mistura a partir de 18,40 g de metilmetacrilato, 0,38 g de N,N-dimetil-p-toluidina e 1,0 mg de clorofila, dissolvida em 2,0 mg de éster etílico do ácido oleico. Esta mistura verde representa o componente monomérico dos cimentos seguintes.

Combina-se 39,00 g do componente em pó dos exemplos 1 a 4 com 18,00 g do componente monomérico, respectivamente. Após a mistura do componente em pó com o componente monomérico líquido, forma-se uma pasta verde, capaz de deformação plástica, à temperatura ambiente decorrido 1 minuto. Tal permanece passível de processamento durante 3 minutos e depois endurece para se formar um sólido verde.

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato constituído por um componente líquido e um componente em pó, caracterizado pelo facto de pelo menos a superfície das partículas de polímero do componente em pó ser parcial ou totalmente revestida com uma mistura de um ou vários corantes e um agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico, em que a quantidade de agente promotor de adesão presente é tal que as partículas de polímero não aumentam de volume até um grau de visibilidade detectável.

2. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com a reivindicação 1, que contém ainda sulfato de bário e/ou óxido de zircónio no componente em pó, caracterizado pelo facto de a superfície do agente de contraste no raio-X, sulfato de bário e/ou óxido de zircónio, ou a superfície de todos os ingredientes do componente em pó também são parcial ou totalmente revestidos com uma mistura de um ou vários corantes e um agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico.

3. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o corante ou corantes serem dissolvidos ou colocados em suspensão no agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico. 2

4. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de a proporção em massa entre o corante/corantes e o agente promotor de adesão orgânico hidrofóbico de baixo peso molecular ou oligomérico estar compreendida entre 1,0:0,1 e 1,0:10,0.

5. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de ésteres de ácido oleico e/ou ésteres de ácido elaídico e/ou ésteres de ácido linoleico e/ou ésteres de ácido linolénico dos álcoois alifáticos que possuem entre 1 e 22 átomos de carbono ou oligómeros dos referidos ésteres estarem presentes como agente promotor de adesão.

6. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de os ésteres de ácido metacrilico ou ésteres de ácido acrílico dos álcoois alifáticos que possuem entre 4 e 16 átomos de carbono ou oligómeros dos referidos ésteres de ácido metacrilico ou ésteres de ácido acrílico que possuem um peso molecular inferior a 3000 g/mol estarem presentes como agente promotor de adesão.

7. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, trioleato de glicerol, elaidinato de glicerol, trilinolenato de glicerol, dioleinato de etilenoglicol, dielaidinato de etilenoglicol, trilinolenato de 3 etilenoglicol ou seus oligómeros estarem presentes como agente promotor de adesão.

8. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de estarem presentes agentes promotores de adesão que são produzidos por meios sintéticos ou parcialmente sintéticos e não contêm proteínas ou produtos da degradação de proteínas.

9. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de estarem presentes óleo de amendoim refinado, óleo de linhaça endurecido, óleo de colza endurecido e óleo de girassol como agente promotor de adesão.

10. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de o agente promotor de adesão possuir ligações duplas que podem ser polimerizadas por polimerização radical.

11. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de misturas do agente promotor de adesão e do corante ou corantes serem solúveis em metilmetacrilato.

12. Cimento ósseo colorido de polimetilmetacrilato de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de clorofila, clorofilina, índigo, verde de 4 malaquita, violeta cristal, azul brilhante, verde brilhante, ftalocianina de cobre, ftalocianina de cobalto, caroteno, vitamina B12 e seus derivados estarem presentes como corantes.

13. Método para a coloração das partículas de polímero do componente em pó de cimentos ósseos de PMMA, caracterizado pelo facto de as partículas de polímero ou misturas das partículas de polímero e agente de contraste de raio-X ou misturas de partículas de polímero, agente de contraste de raio-X e do iniciador serem revestidas com um líquido ou com uma mistura pastosa do corante ou corantes e do agente promotor de adesão, por meio da sua mistura a uma temperatura compreendida entre 0°C e 50°C, na presença de ar ou de um gás inerte de um modo tal que a espessura da camada da mistura que é formada sobre as partículas revestidas seja inferior a 2 μπι e de um modo tal que as partículas revestidas não se colem entre si.